Hóa Lí căn bản - Phần 15

GIẢI THÍCH HIỆU ỨNG QUANG ĐIỆN CỦA EINSTEIN

Vào năm 1905, Albert Einstein, người nhận giải Nobel cho công trình nghiên cứu của ông về photon, đã giải thích hiện tượng quang điện bằng cách áp dụng thuyết lượng tử ánh sáng.

(1) Một photon ánh sáng tới truyền năng lượng của nó (hn) cho một electron trên bề mặt kim loại thoát ra với động năng ½ mv2. Cường độ ánh sáng càng lớn chỉ có nghĩa là số lượng photon tới càng nhiều để mỗi photon giải phóng một electron. Cường độ ánh sáng lớn làm tăng tốc độ phát xạ electron, còn động năng của từng photon vẫn không bị ảnh hưởng.

(2) Để giải phóng một electron khỏi bề mặt kim loại, photon tới trước tiên phải thắng được lực hút tác dụng bởi ion dương của kim loại. Năng lượng của một photon (hn) tỉ lệ thuận với tần số của ánh sáng tới. Tần số cung cấp vừa đủ năng lượng để giải phóng electron khỏi bề mặt kim loại sẽ là tần số ngưỡng, ν0. Với tần số nhỏ hơn ν0, không có electron nào được phát ra.


Hình 1.23
Cần một photon (hν) để giải phóng một electron với động năng ½ mv2.

Với các tần số cao, ν > ν0, một phần năng lượng dành để phóng thích electron, phần còn lại truyền thành động năng của quang electron. Như vậy,

hν = hν0 + ½ mv2

Trong đó hn là năng lượng của photon tới, hn0 là năng lượng tối thiểu để một electron thoát khỏi kim loại, và ½ mv2 là động năng của quang electron. hν0 là một hằng số đối với một chất rắn nhất định và được kí hiệu là W, công thoát. Sắp xếp lại phương trình (1)

½ mv2 = hν – W

Đây là phương trình cho đường thẳng thu được bằng thực nghiệm trên Hình 1.22. Độ dốc của nó bằng h, hằng số Planck. Giá trị của h được tìm thấy bằng với giá trị mà Planck đã nêu ra.

BÀI TẬP GIẢI SẴN. Tính năng lượng tối thiểu mà mỗi photon phải có để tạo ra hiệu ứng quang điện với kim loại platinum. Biết tần số ngưỡng đối với platinum là 1,3 × 1015 s-1.

GIẢI

Tần số ngưỡng (ν0) là tần số thấp nhất mà các photon có thể có để tạo ra hiệu ứng quang điện. Năng lượng ứng với tần số này là năng lượng tối thiểu (E):

E = hν0

= (6,625 × 10 – 27 erg.s)(1,3 × 1015 s-1)

   = 8,6 × 10 – 12 erg

BÀI TẬP GIẢI SẴN. Tính động năng của một electron được giải phóng từ bề mặt kim loại potassium (công thoát = 3,62 × 10 – 12 erg) bởi ánh sáng bước sóng 5,5 × 10 – 8 cm.

GIẢI

Đã biết:

ν = c/λ, trong đó c = vận tốc ánh sáng (3,0 × 1010 cm s-1)

λ = 5,5 × 10 – 8 cm

Ta có:

Như vậy, electron sẽ được phát ra với động năng 3,63 × 10 – 9 erg.

 

Hóa Lí Căn Bản - Arun Bahl, B.S. Bahl, G.D. Tuli
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Các bài khác


Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 26)
17/06/2019
SỰ RA ĐỜI CỦA CÁC SAO Các sao từ đâu mà có? Câu chuyện cơ bản là giống nhau với đa số sao, kể cả câu chuyện mà chúng ta
Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 25)
17/06/2019
Chương 5 SỰ RA ĐỜI VÀ CUỘC ĐỜI CỦA CÁC SAO Rất, rất nhiều ngôi sao khác… vô số không thể tin nổi luôn. - Galileo
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 26)
15/06/2019
Đồng hồ cát 1336 Ambrogio Lorenzetti (1290-1348) Tác giả người Pháp Jules Renard (1864-1910) từng viết rằng, “Tình yêu tựa như
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 25)
15/06/2019
Giải thích cầu vồng 1304 Abu Ali al-Hasan ibn al-Haytham (965–1039), Kamal al-Din al-Farisi (1267–khoảng 1320), Theodoric xứ Freiberg
Stephen Hawking đúng: Nghiên cứu mới cho thấy lỗ đen có thể bốc hơi
14/06/2019
Vào năm 1974, Stephen Hawking đã đưa ra một trong những dự đoán nổi tiếng nhất của ông: các lỗ đen cuối cùng sẽ bốc hơi
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 40)
13/06/2019
TÀU NGẦM Những tàu ngầm đầu tiên cũng đi vào hoạt động trong thời Nội Chiến. Thật ra, chiếc tàu ngầm đầu tiên đã
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 39)
13/06/2019
CƠ SỞ VẬT LÍ CỦA CHÂN VỊT Các chân vịt thời ấy có hai hoặc ba cánh quạt gắn với một trục quay. Khi chân vịt quay, nó
Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 24)
12/06/2019
MỘC TINH: 43,3 PHÚT ÁNH SÁNG Mộc tinh là hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời và là hành tinh thứ năm tính từ Mặt Trời ra.

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com